原油和天然气的成因类型

一、原油的成因类型

根据上述原油地球化学特征,塔北原油成因类型按来源可分为海相、陆相和混合原油。海相原油的来源主要是腐泥型和混合干酪根。由于油气生成历史长、成藏期长、后生变化大等因素的影响,形成了正常原油和异常原油(表3-8),使原油的某些地球化学性质发生了较大变化。陆相原油相对简单,以腐殖干酪根为主,成藏期较晚,原油地球化学性质变化不大。混合原油介于海相原油和陆相原油之间,由于海相原油和陆相原油的混合比例不同,原油的地球化学性质差异较大。

表3-8塔北原油基本成因类型表3-8塔北原油基本成因类型

(1)海相原油成因类型

海相原油是塔北的主导原油。尽管不同类型的海相原油理化性质差异很大,但它们与油气的生成和演化密切相关,因此在原油地球化学性质上有许多相似之处,它们的差异主要反映了原油的表生变化(表3-9)。原油地球化学特征为轻烃组成的高正构烷烃,环烷烃含量低,成油母质类型好,[MCH]< 35%;饱和烃和类异戊二烯烃的环烷烃和植烷平衡;高级单双环芳烃,特别是高级单双环芳烃和高硫芳烃;生物标志物的高级三环萜烷;原油δ 13C (-31 ‰ ~-33 ‰)富而轻,δ 34s (> 15 ‰)高;原油中微量金属元素富钒贫镍(V/Ni > 1)。原油热演化程度主要处于高成熟阶段。虽然有些原油在某些地球化学特征上比δ34S轻,如δ13C,而且类异戊二烯烃的Pr/Ph值比较高,表明海相原油中有少量的陆源混合物,但并没有导致原油主要性质的改变。原油的表生变化主要表现为差异运移(高浓度轻组分)和水洗氧化生物降解。但由于强度不同,原油的地球化学特征也不同,如强烈的水洗生物降解作用导致大量轻组分逸出,表现为轻烃水洗指数[[TOL]]、生物降解指数[[DMP]]、25-去甲藿烷以及生物标志物中微量金属元素V、Ni含量的变化。海相原油主要分布在Yakela、Akkule、Daria和Santamu的各个产层,以及Akkumu和Shaxi的大部分产层。

(2)陆相原油的成因类型

塔北陆源原油具有成藏后期储存条件好的特点(表3-9),其地球化学特征主要表现为轻烃组成中正构烷烃低、环烷烃高,反映母质类型的指数[MCH]大于50%。饱和烃中以高链烷烃(烷烃>环烷烃)为主,以类异戊二烯烃为主(PR/pH)芳烃族组成有高的单、双、三环芳烃,尤其是高三环芳烃和低硫芳烃;原油中,重量δ13C(一般为-26‰)比δ34S(一般< 10 ‰)轻;生物标志物中缺乏三环萜烷;原油中微量金属元素V和Ni含量低,V/Ni小于1。原油热演化处于成熟阶段。原油几乎没有后生变化,储存条件良好。除库车坳陷外,沙雅隆起北缘为集中分布区,其他地区多为混源,未见单一油藏。

(3)混合原油的成因类型

塔北混源原油具有复杂的地球化学特征,各项指标既反映了海相原油的特征,又反映了陆相原油的性质。塔北具有混合特征的原油有阿克库木沙9 (O)、沙溪沙16 (K)、英买7 (O)。其轻烃组成为高环烷烃,母质类型指数([MCH])为35% ~ 50%,介于海相与陆相之间。饱和烃烷烃高于环烷烃,类异戊二烯烃在姥烷烃中优势明显,Pr/Ph分布为1.2 ~ 1.5。芳烃族组成中含硫芳烃较少,δ 13C (-29 ‰ ~-30 ‰)较重,δ 34S (12 ‰ ~ 14 ‰)较轻,表现为海陆相混合的特征。原油中微量金属元素V/Ni > 1,显示海相特征。保存条件较好,表观遗传变化相对较弱。沙16 (K)井和英买7 (O)井进行了水洗([TOL] < 4)。总的来说,它们的地球化学特征是以陆源为主的混合原油。

塔北原油成因类型复杂,总体特征如下:

海相原油和陆相原油并存,以海相原油为主;正常原油和异常原油并存,以正常原油为主;不同成熟度原油并存,以高成熟度为主;原油在不同成藏期并存,主要是成藏晚期(主要指沙雅隆起)。

表3-9塔北不同原油的地球化学特征表3-9塔北不同成因类型原油的地球化学行为

二、天然气的成因类型

塔北天然气主要由成气母质(干酪根和前期形成的原油)热解形成。根据天然气的上述地球化学特征,按母质来源可分为腐泥气(腐泥气)、腐泥气(腐泥气)和腐泥与腐泥气混合物(混合气)。天然气热演化特征表明,塔北天然气基本处于成熟-高成熟(包括过成熟)阶段,因此塔北天然气成因类型基本分为三类:高成熟腐泥型气、成熟腐殖型气和混合型气。

表3-10塔北不同类型天然气的地球化学特征表3-10塔北不同成因类型天然气的地球化学行为

塔北天然气以高成熟腐泥型气为主,与海相原油的形成密切相关。还有,由于其形成历史长,成藏期多,天然气的类型也不同,可分为正常腐泥气、次生气和深层混合气。这三类天然气具有许多相似的地球化学特征(表3-10),它们的差异是成藏过程中不同的成藏特征。正常高成熟腐泥型气的地球化学特征主要是由C6-C7轻烃组成的高正构烷烃和低环烷烃,反映母质类型指数[MCH] < 35%,[CH] < 27%,碳同位素δ13C1分布在-34 ‰ ~-42 ‰,δ13C。二次气是天然气成藏过程中天然气差异运移造成的,其地球化学特征与正常腐泥型气非常相似,只是烃类等富轻组分在C1相对较高,[[MCH]]指数较好地反映了母质类型,反映了由高到过成熟阶段的成熟演化程度;深层混合气由同一烃源岩多次生烃聚集而成,地球化学特征与正常腐泥型气相似,只是碳同位素组成差异较小,一般< 1,碳同位素可以反过来(δ 13c2-δ 1)

塔北天然气的腐殖质气与陆相原油的形成密切相关。生气和成藏都处于晚期,反映了热演化的成熟阶段。其地球化学特征主要表现为由C6-C7轻烃组成的低正构烷烃和高环烷烃。反映母质类型的指标[MCH]大于50%,[CH]大于27%,碳同位素δ 13C 65438。δ13C2为-27.5 ‰ ~-29.7 ‰,δ13C2-δ13C1相差> 10。腐殖质型气主要分布在沙雅隆起北部,如轮台、雅克拉北、沙溪北,其他零星分布,如阿库木伦南3井(T)、沙溪沙16井(K)。

混合气体与不同母质的混合程度有关。正常混合气由高度成熟的腐泥气和成熟的腐殖质气混合而成,δ13C1分布在-33.0 ‰ ~-35 ‰,δ13C2同位素显示腐殖质气在-27 ‰ ~-28.5 ‰的特征分布,如沙9井(O)、沙65438。深源混合气是天然气(腐泥气)聚集过程中,由于地壳岩浆作用,在深部岩浆中加入非烃气体(N2和he)而形成的。其地球化学特征主要表现为高氮高氦,碳同位素δ13C1分布在-39 ‰ ~-44 ‰,δ 13C 2-δ。深源混合气主要分布在沙溪地区,如沙16井(O)、沙13井(O)、沙11井(S)等。

塔北天然气的成因类型与塔北原油相比相对简单,其主体为高度成熟的腐泥气、部分成熟的腐殖质气和混合气。高成熟腐泥气是塔北天然气的主体,但由于成藏特征不同,也存在正常腐泥气、次生气和深层混合气。正常腐泥气主要分布在雅克拉古的古生代,阿克库木、阿克库勒、达里雅、桑塔木的中生界。雅克拉中生界次生天然气具有明显的分异特征,深层混合气主要分布在阿克库勒上古生界石炭系。成熟腐殖质气与陆相原油密切相关,主要分布在沙雅隆起北部。塔北地区混合气分布相对有限,正常混合气分散在阿克库木和阿克库勒的下古生界奥陶系。深源混合气主要分布在沙溪地区。